JP6001864B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
本発明は、マルチプレックス駆動される垂直配向型の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a multiplex-driven vertical alignment type liquid crystal display device.
液晶表示装置は、例えば民生用や車載用の各種電子機器における情報表示部として広く利用されている。一般的な液晶表示装置は、数μm程度の間隙を設けて対向配置させた2枚の基板間に液晶材料からなる液晶層を配置して構成されている。このような液晶表示装置の1つとして垂直配向型の液晶表示装置が知られている(例えば特開2005−234254号公報)。垂直配向型の液晶表示装置は、2枚の基板間に配置される液晶層の内部における液晶分子を各基板の表面に対してほぼ垂直に配向させた垂直配向モードの液晶セルと、この液晶セルの外側にそれぞれ設けられる偏光板と、を主たる構成として備える。各偏光板はクロスニコル配置とされることが多い。このようにすると、液晶表示装置の電圧無印加時における透過率が非常に低くなるので、高いコントラストを比較的簡単に実現することが可能となる。 Liquid crystal display devices are widely used as information display units in, for example, various consumer and in-vehicle electronic devices. A general liquid crystal display device is configured by disposing a liquid crystal layer made of a liquid crystal material between two substrates arranged to face each other with a gap of about several μm. As one of such liquid crystal display devices, a vertical alignment type liquid crystal display device is known (for example, JP-A-2005-234254). A vertical alignment type liquid crystal display device includes a liquid crystal cell in a vertical alignment mode in which liquid crystal molecules in a liquid crystal layer disposed between two substrates are aligned substantially perpendicular to the surface of each substrate, and the liquid crystal cell And a polarizing plate provided on the outer side of each as a main configuration. Each polarizing plate is often in a crossed Nicol arrangement. In this way, since the transmittance of the liquid crystal display device when no voltage is applied becomes very low, a high contrast can be realized relatively easily.
マルチプレックス駆動により液晶表示装置の画像表示を実現する場合には、例えば、各々がストライプ状に形成された電極を有する基板同士を、それぞれの電極の延在方向がほぼ直交するようにして対向配置し、一方基板の電極と他方基板の電極とが交差する領域のそれぞれを画素とする。このとき、各画素の形状は略矩形となる。また、各基板の表面にはラビング処理等の配向処理が施される。各基板の表面に対する配向処理の方向は、例えば相反する方向に設定される(アンチパラレル配向)。それにより、基板間に設けられる液晶層の層厚方向における略中央での電圧無印加時における液晶分子の配向方向が一方向に定まる。例えば、各基板への配向処理の方向を液晶表示装置の正面から見て6時方向、12時方向とした場合には、液晶層の略中央における液晶分子の配向方向が6時方向に定まる。このとき、液晶層の略中央における液晶層の配向方向に対して一方基板の電極の延在方向は略平行になり、他方基板の電極の延在方向は略直交する。また、液晶層は初期配向状態がねじれ配向状態であってもよい。 When realizing image display of a liquid crystal display device by multiplex driving, for example, substrates having electrodes formed in stripes are arranged so that the extending directions of the electrodes are almost orthogonal to each other. Each of the regions where the electrode on one substrate and the electrode on the other substrate intersect is defined as a pixel. At this time, the shape of each pixel is substantially rectangular. Further, the surface of each substrate is subjected to an alignment process such as a rubbing process. The direction of the alignment treatment with respect to the surface of each substrate is set to, for example, opposite directions (anti-parallel alignment). As a result, the alignment direction of the liquid crystal molecules is determined in one direction when no voltage is applied at substantially the center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer provided between the substrates. For example, when the direction of alignment treatment on each substrate is 6 o'clock and 12 o'clock as viewed from the front of the liquid crystal display device, the alignment direction of the liquid crystal molecules at the approximate center of the liquid crystal layer is determined to be 6 o'clock. At this time, the extending direction of the electrode on one substrate is substantially parallel to the alignment direction of the liquid crystal layer at the approximate center of the liquid crystal layer, and the extending direction of the electrode on the other substrate is substantially orthogonal. In addition, the liquid crystal layer may have an initial alignment state in a twisted alignment state.
上記の垂直配向モードの液晶表示装置において、各基板の外側に、略クロスニコル配置された一対の偏光板を配置した場合を考える。一方の偏光板はその吸収軸が一方基板に施された配向処理の方向に対して略45°の角度で配置されているものとする。負の誘電率異方性を有する液晶材料を用いて液晶層を形成し、各基板の電極間に閾値電圧以上の電圧を印加したときには、液晶層内の液晶分子の大部分は配向処理の方向に従って水平配向方向に傾斜する。この液晶表示装置を観察すると、6時方向からは明表示状態が良好に観察され、逆に12時方向からは明表示が観察されない状態となる。このときの6時方向は最良視認方向(最良視認方位)と呼ばれ、12時方向は反視認方向(反視認方位)と呼ばれる。 In the above-described vertical alignment mode liquid crystal display device, a case is considered in which a pair of polarizing plates arranged substantially in crossed Nicols are arranged outside each substrate. One polarizing plate has its absorption axis disposed at an angle of approximately 45 ° with respect to the direction of the alignment treatment applied to the one substrate. When a liquid crystal layer is formed using a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy and a voltage higher than the threshold voltage is applied between the electrodes of each substrate, the majority of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are oriented in the alignment process. In the horizontal alignment direction. When this liquid crystal display device is observed, the bright display state is observed well from the 6 o'clock direction, and conversely, the bright display is not observed from the 12 o'clock direction. The 6 o'clock direction at this time is called the best viewing direction (best viewing direction), and the 12 o'clock direction is called the anti-viewing direction (anti-viewing direction).
上記の垂直配向モードの液晶表示装置において、正面観察時に明表示状態とした状態で反視認方向から観察した場合には、画素内はほぼ暗状態に観察されるが、矩形である画素の4辺の画素エッジのうちの1辺の近傍では光抜けが生じる。この光抜けは、発生状態に規則性がなく各画素で異なっており、外観上の表示品位を著しく低下させる。 In the vertical alignment mode liquid crystal display device, when viewed from the opposite viewing direction in a bright display state during frontal observation, the inside of the pixel is observed in a substantially dark state, but the four sides of the rectangular pixel Light leakage occurs in the vicinity of one of the pixel edges. This light omission is not regular in the state of occurrence and is different for each pixel, and the display quality in appearance is remarkably deteriorated.
また、上記の垂直配向モードの液晶表示装置においては、マルチプレックス駆動時に正面観察時の明表示状態としたときに各画素内に暗領域が発生し、表示品位が低下する場合がある。この現象はフレーム周波数を減少させることにより顕著に表れることから、これを除去するためには駆動周波数をより高く設定する必要がある。しかし、駆動周波数を上昇させると電極間のインピーダンスが増加することから消費電流が増加し、駆動装置の負荷が増加するとともに、電極上における電位差も顕在化し、表示品位が低下する。具体的には、いわゆるクロストークが発生しやすくなる Further, in the above-described vertical alignment mode liquid crystal display device, a dark region may be generated in each pixel when the bright display state during front view is observed during multiplex driving, and the display quality may deteriorate. Since this phenomenon appears conspicuously by reducing the frame frequency, it is necessary to set the drive frequency higher in order to eliminate this phenomenon. However, when the drive frequency is raised, the impedance between the electrodes increases, so that the current consumption increases, the load on the drive device increases, and the potential difference on the electrodes becomes obvious, resulting in a reduction in display quality. Specifically, so-called crosstalk is likely to occur.
本発明に係る具体的態様は、マルチプレックス駆動により動作する垂直配向型の液晶表示装置において、反視認方向から観察したときの各画素のエッジ付近における光抜けを均質化して表示品位を向上させることを目的の1つとする。
本発明に係る他の具体的態様は、マルチプレックス駆動により動作する垂直配向型の液晶表示装置において、反視認方向から観察したときの各画素のエッジ付近における光抜けを均質化して表示品位を向上させるとともに、正面観察時の表示均一性を出来るだけ低いフレーム周波数で実現することを目的の1つとする。
According to a specific aspect of the present invention, in a vertical alignment type liquid crystal display device that operates by multiplex driving, the display quality is improved by homogenizing light leakage near the edge of each pixel when observed from the opposite viewing direction. Is one of the purposes.
According to another specific aspect of the present invention, in a vertical alignment type liquid crystal display device that operates by multiplex drive, the display quality is improved by homogenizing light leakage near the edge of each pixel when observed from the opposite viewing direction. One of the purposes is to realize display uniformity at the time of front observation with a frame frequency as low as possible.
本発明に係る一態様の液晶表示装置は、(a)対向配置された第1基板及び第2基板と、(b)第1基板の一面に設けられており、第1方向に延在する第1電極と、(c)第2基板の一面に設けられており、第1方向と交差する第2方向に延在する第2電極と、(d)第1基板の一面と第2基板の一面の相互間に設けられた液晶層を含み、(e)前記第1基板と前記第2基板にはそれぞれ配向処理が施され、(f)前記液晶層は、ねじれ構造を有する略垂直配向であり、(g)前記第1電極と前記第2電極とが平面視において重なる箇所において画素が構成され、(h)前記画素の画素エッジは、前記第1電極と前記第2電極の各々の電極エッジによって構成され、前記第1方向に対して斜交する線分を有しており、(i)前記斜交する線分は、前記第2電極の電極エッジからなり、相互に異なる方向に延びる第1直線及び第2直線を接続して構成され、(j)前記第1直線及び前記第2直線は、前記第2方向と平行な長さ成分をそれぞれXa、Xbとすると、前記Xaが前記Xbの3倍以上の関係にあり、(k)前記第1直線は、平面視において、前記液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向と直交する方向に対して5°以上15°以下の角度をなす、ことを特徴とする液晶表示装置である。 A liquid crystal display device according to an aspect of the present invention includes: (a) a first substrate and a second substrate which are disposed opposite to each other; and (b) a first substrate which is provided on one surface of the first substrate and extends in a first direction. One electrode; (c) a second electrode provided on one surface of the second substrate and extending in a second direction intersecting the first direction; and (d) one surface of the first substrate and one surface of the second substrate. (E) the first substrate and the second substrate are each subjected to an alignment treatment, and (f) the liquid crystal layer has a substantially vertical alignment having a twisted structure. (G) a pixel is formed at a location where the first electrode and the second electrode overlap in plan view, and (h) a pixel edge of the pixel is an electrode edge of each of the first electrode and the second electrode. And (i) the oblique line segment. Consists electrode edge of the second electrode is constructed by connecting the first straight line and second straight lines extending in mutually different directions, (j) the first straight line and the second straight line, said second direction Assuming that the parallel length components are Xa and Xb, respectively, Xa has a relationship of three times or more of Xb, and (k) the first straight line is substantially the center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer in plan view. An angle of 5 ° or more and 15 ° or less is formed with respect to a direction orthogonal to the alignment direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal display device.
本発明に係る他の態様の液晶表示装置は、(a)対向配置された第1基板及び第2基板と、(b)前記第1基板の一面に設けられており、第1方向に延在する第1電極と、(c)前記第2基板の一面に設けられており、第1方向と交差する第2方向に延在する第2電極と、(d)前記第1基板の一面と前記第2基板の一面の相互間に設けられた液晶層、を含み、(e)前記第1基板と前記第2基板にはそれぞれ配向処理が施され、(f)前記液晶層は、ねじれ構造を有する略垂直配向であり、(g)前記第1電極と前記第2電極とが平面視において重なる箇所において画素が構成され、(h)前記画素の画素エッジは、前記第1電極と前記第2電極の各々の電極エッジによって構成され、前記第1方向に対して斜交する線分を有しており、(i)前記斜交する線分は、前記第2電極の電極エッジからなり、相互に異なる方向に延びる第1直線及び第2直線を接続して構成され、(j)前記第1直線及び前記第2直線は、互いの長さがほぼ等しく、かつ相互に異なる方向に延びており、(k)前記第1直線及び前記第2直線は、それぞれ、平面視において、前記液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向と直交する方向に対して5°以上15°以下の角度をなす、ことを特徴とする液晶表示装置である。 The liquid crystal display device according to another aspect of the present invention includes: (a) a first substrate and a second substrate arranged opposite to each other; and (b) provided on one surface of the first substrate, and extending in a first direction. (C) a second electrode provided on one surface of the second substrate and extending in a second direction intersecting the first direction; (d) one surface of the first substrate; A liquid crystal layer provided between one surface of the second substrate, (e) each of the first substrate and the second substrate is subjected to alignment treatment, and (f) the liquid crystal layer has a twisted structure. (G) a pixel is formed at a position where the first electrode and the second electrode overlap in plan view, and (h) a pixel edge of the pixel is formed between the first electrode and the second electrode. Each electrode has an electrode edge, and has a line segment oblique to the first direction; ) The oblique line segment is formed by connecting the first straight line and the second straight line, which are composed of electrode edges of the second electrode and extend in different directions, and (j) the first straight line and the second straight line. The straight lines are substantially equal to each other and extend in different directions. (K) The first straight line and the second straight line are substantially the same in the layer thickness direction of the liquid crystal layer in plan view. The liquid crystal display device is characterized in that it forms an angle of 5 ° or more and 15 ° or less with respect to a direction orthogonal to the alignment direction of the liquid crystal molecules at the center.
なお、本明細書において「斜交する」とは、直交以外の角度で斜めに交わることをいう。 In the present specification, “obliquely” means that they obliquely intersect at an angle other than orthogonal.
上記構成によれば、液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向と画素エッジを斜交させることにより、特に反視認方向から観察したときの表示品位を向上させることが可能となる。 According to the above configuration, it is possible to improve the display quality particularly when observed from the anti-viewing direction by obliquely crossing the alignment direction of the liquid crystal molecules at the approximate center of the layer thickness direction of the liquid crystal layer and the pixel edge. .
上記構成において、前記層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向が前記第1方向と略平行である、ことも好ましい。 In the above configuration, it is also preferable that the alignment direction of the liquid crystal molecules at the approximate center in the layer thickness direction is substantially parallel to the first direction.
上記した斜交する線分は、特に画素エッジのうちの反視認方向側に配置されることが好ましい。 The oblique line segments described above are preferably arranged on the side opposite to the visual recognition direction of the pixel edge.
本願発明者は、垂直配向型の液晶表示装置をマルチプレックス駆動する場合において特に反視認方向から視認した際の表示不均一が発生する要因についてシミュレーション解析結果に基づいて検討した。 The inventor of the present application has examined the cause of display non-uniformity when the vertical alignment type liquid crystal display device is viewed from the counter-viewing direction, especially based on the simulation analysis result, when multiplex driving is performed.
始めに参考例1として、それぞれストライプ状に形成された上側電極と下側電極を直交に配置し、上側電極と下側電極の間に液晶層を配置した構造の液晶表示装置を検討した。また、下側電極が設けられた下側基板には下側電極の長手方向(延在方向)である12時方向に沿って配向処理を施し、上側電極が設けられた上側基板には配向処理を施さないものとした。上側電極および下側電極のパターン周期は80μmと設定し、それぞれ隣接する電極間距離を10μmと設定した。1つの画素は80μm×80μmの矩形状となる。計算時にはこの矩形状の画素内部を縦40、横40にそれぞれ均等間隔で分割し、かつ液晶層の厚さ方向については20分割とした。プレティルト角は89.5°に設定し、液晶層厚(セル厚)は4μm、液晶材料の誘電率異方性は−5.1に設定した。上側基板および下側基板を挟んで配置される各偏光板としては理想的な偏光特性を有するものを想定し、一方の吸収軸を上側電極の延在方向に対して時計回りに45°、他方の吸収軸を上側電極の延在方向に対して反時計回りに45°としたクロスニコル配置に設定した。このような条件により、1画素に電圧を印加し、定常状態に達した時の配向組織をシミュレーション解析で再現した。 First, as Reference Example 1, a liquid crystal display device having a structure in which an upper electrode and a lower electrode, each formed in a stripe shape, are arranged orthogonally and a liquid crystal layer is arranged between the upper electrode and the lower electrode was examined. The lower substrate provided with the lower electrode is subjected to alignment treatment along the 12 o'clock direction which is the longitudinal direction (extending direction) of the lower electrode, and the alignment treatment is applied to the upper substrate provided with the upper electrode. It was supposed not to give. The pattern period of the upper electrode and the lower electrode was set to 80 μm, and the distance between adjacent electrodes was set to 10 μm. One pixel has a rectangular shape of 80 μm × 80 μm. At the time of calculation, the inside of this rectangular pixel was divided into 40 and 40 in equal intervals, and the liquid crystal layer was divided into 20 in the thickness direction. The pretilt angle was set to 89.5 °, the liquid crystal layer thickness (cell thickness) was set to 4 μm, and the dielectric anisotropy of the liquid crystal material was set to −5.1. As each polarizing plate arranged with the upper substrate and the lower substrate sandwiched therebetween, one having ideal polarization characteristics is assumed, and one absorption axis is 45 ° clockwise with respect to the extending direction of the upper electrode, and the other Was set to a crossed Nicol arrangement in which the absorption axis was 45 ° counterclockwise with respect to the extending direction of the upper electrode. Under such conditions, a voltage was applied to one pixel, and the orientation structure when a steady state was reached was reproduced by simulation analysis.
図1は、参考例1の液晶表示装置における1画素分の配向組織のシミュレーション結果を示す図である。図1に示すように、画素の上エッジおよび左右エッジに沿って2つの暗領域が観察され、それらが互いに交差していることが分かる。これらの暗領域が発生する原因は、電圧印加時に画素エッジ付近で発生する斜め電界の影響により、基板表面への配向処理により定義された配向方向とは異なる方向に液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子(以下「液晶層中央分子」と呼ぶ。)が配向する領域が生じることにより、この領域と配向処理に沿って配向する領域との間で液晶層中央分子のダイレクターが回転しているためであることがダイレクター分布の解析により明らかになった。すなわち、2枚の偏光板の各吸収軸に対して略平行な方向に液晶層中央分子のダイレクターが配向すれば暗領域が発生する。2つの暗領域の線が交差する点がディスクリネーションと呼ばれる配向欠陥であり、このディスクリネーションにおいては電圧印加にも関わらず液晶層中央分子のダイレクターは略垂直配向状態に維持される。なお、本シミュレーション結果においてはディスクリネーションの発現位置は画素の左右エッジを基準にして略中央になるが、実際に液晶表示装置を製造した場合には種々の要因によりディスクリネーションの発生位置が画素によってランダムとなり、このことが特に反視認方向から液晶表示装置を観察した際の表示品位を低下させる原因になる。 FIG. 1 is a diagram illustrating a simulation result of an alignment structure for one pixel in the liquid crystal display device of Reference Example 1. As shown in FIG. 1, two dark regions are observed along the upper edge and the left and right edges of the pixel, and it can be seen that they intersect each other. The reason why these dark regions occur is due to the influence of the oblique electric field generated near the pixel edge when a voltage is applied, in the direction of the thickness of the liquid crystal layer in a direction different from the alignment direction defined by the alignment treatment on the substrate surface. When a region in which the liquid crystal molecules in the center (hereinafter referred to as “liquid crystal layer central molecules”) are aligned is formed, the director of the liquid crystal layer central molecules rotates between this region and the region aligned along the alignment treatment. This is because of the analysis of the director distribution. That is, if the director of the central molecule of the liquid crystal layer is oriented in a direction substantially parallel to the absorption axes of the two polarizing plates, a dark region is generated. The point at which the lines of the two dark regions intersect is an alignment defect called disclination. In this disclination, the director of the liquid crystal layer center molecule is maintained in a substantially vertical alignment state despite voltage application. In this simulation result, the disclination occurrence position is substantially centered with respect to the left and right edges of the pixel. However, when the liquid crystal display device is actually manufactured, the disclination occurrence position is due to various factors. It becomes random depending on the pixel, and this causes a deterioration in display quality particularly when the liquid crystal display device is observed from the anti-viewing direction.
次に、上記した参考例1の液晶表示装置に対して液晶層に90°ねじれ構造を導入した場合について検討した。具体的には、参考例2の液晶表示装置については、下側基板へは12時方向を基準にして時計回りに45°の方向に配向方向を定義し、上側基板へは12時方向を基準にして反時計周りに225°の方向に配向方向を定義することにより、液晶層を左90°ねじれ配向、液晶層中央分子の配向方向を12時方向に設定した。その他の条件については参考例1と同様である。また、参考例3の液晶表示装置については、下側基板へは12時方向を基準にして時計回りに45°の方向に配向方向を定義し、上側基板へは12時方向を基準にして反時計周りに225°の方向に配向方向を定義することにより、液晶層を右90°ねじれ配向、液晶層中央分子の配向方向を12時方向に設定した。その他の条件については参考例1と同様である。このような条件により、1画素に電圧を印加し、明表示状態が定常状態に達した時の配向組織をシミュレーション解析で再現した。 Next, a case where a 90 ° twisted structure was introduced into the liquid crystal layer in the liquid crystal display device of Reference Example 1 described above was examined. Specifically, for the liquid crystal display device of Reference Example 2, the orientation direction is defined in the direction of 45 ° clockwise relative to the 12 o'clock direction for the lower substrate, and the 12 o'clock direction is defined for the upper substrate. Then, by defining the alignment direction in the direction of 225 ° counterclockwise, the liquid crystal layer was twisted 90 ° to the left, and the alignment direction of the center molecule of the liquid crystal layer was set to 12 o'clock. Other conditions are the same as in Reference Example 1. For the liquid crystal display device of Reference Example 3, the orientation direction is defined in the direction of 45 ° clockwise relative to the 12 o'clock direction for the lower substrate, while By defining the orientation direction in the clockwise direction at 225 °, the liquid crystal layer was twisted to the right by 90 °, and the orientation direction of the center molecule of the liquid crystal layer was set to 12:00. Other conditions are the same as in Reference Example 1. Under such conditions, a voltage was applied to one pixel, and the orientation structure when the bright display state reached a steady state was reproduced by simulation analysis.
図2は、参考例2の液晶表示装置における1画素分の配向組織のシミュレーション結果を示す図である。また、図3は、参考例3の液晶表示装置における1画素分の配向組織のシミュレーション結果を示す図である。図2および図3に示すように、参考例2、3の各液晶表示装置においても参考例1の液晶表示装置の場合と同様に画素の上エッジおよび左右エッジに沿って2つの暗領域が観察され、それらが互いに交差していることが分かる。しかし、その交差する点であるディスクリネーションについては、左右エッジを基準としたときにその略中央とはならず、ねじれ方向によりその位置が左右にずれることが分かった。具体的には、本シミュレーション結果においては、図2に示すように左90°ねじれの場合にはディスクリネーションが画素内の右側へずれ、図3に示すように右90°ねじれの場合にはディスクリネーションが画素内の左側へずれることが分かった。 FIG. 2 is a diagram showing a simulation result of an orientation structure for one pixel in the liquid crystal display device of Reference Example 2. FIG. 3 is a diagram showing a simulation result of the alignment structure for one pixel in the liquid crystal display device of Reference Example 3. As shown in FIGS. 2 and 3, in each of the liquid crystal display devices of Reference Examples 2 and 3, two dark regions are observed along the upper edge and the left and right edges of the pixel as in the case of the liquid crystal display device of Reference Example 1. And see that they intersect each other. However, it was found that the disclination, which is the intersecting point, does not become the approximate center when the left and right edges are used as a reference, and the position shifts left and right depending on the twist direction. Specifically, in this simulation result, the disclination shifts to the right side in the pixel in the case of the left 90 ° twist as shown in FIG. 2, and in the case of the right 90 ° twist as shown in FIG. It was found that disclination shifted to the left side in the pixel.
次に、電極構造を変更した液晶表示装置について検討した結果を説明する。上記した参考例1〜3では上側電極と下側電極がともにストライプ形状であり、これらの直交する領域である画素が矩形状である場合を検討したが、参考例4では、下側電極が一方向へ延在しつつ一定間隔ごとに屈曲しており、上側電極がストライプ形状であり、これらの直交する領域である画素が略平行四辺形状である場合を検討した。図4は、参考例4の液晶表示装置の電極構造を示す模式的な平面図である。図4に示すように、図中の左右方向に延在する下側電極112の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の1ピッチが上側電極111の電極幅とほぼ揃っている。なお、便宜上図4では図中の上下方向に延在する上側電極111を点線で示している。上側電極111と下側電極112の交差する領域が1つの画素となるので、1画素の形状は上側電極111の電極エッジによる2辺と下側電極112の電極エッジによる2辺によって画定される略平行四辺形状となる。なお、参考例4のシミュレーション解析では、画素形状以外の条件については参考例1と同様に設定されている。すなわち、下側基板には下側電極の長手方向(延在方向)である12時方向に沿って配向処理が施され(配向処理の方向114を参照)、かつ上側電極が設けられた上側基板には配向処理を施されていない。そして、液晶層はねじれ構造を有さず、液晶層中央分子の配向方向125は図示のように12時方向となる。また、下側電極112の電極エッジと水平方向(図中の左右方向)とのなす角度をθについては7.1°に設定した。 Next, the results of studying a liquid crystal display device with a changed electrode structure will be described. In Reference Examples 1 to 3 described above, the case where both the upper electrode and the lower electrode have a stripe shape and the pixels that are orthogonal to each other has a rectangular shape has been studied. In Reference Example 4, the lower electrode has a single shape. A case was considered in which the electrodes are stripe-shaped while extending in the direction and bent at regular intervals, and the pixels that are orthogonal to each other have a substantially parallelogram shape. FIG. 4 is a schematic plan view showing the electrode structure of the liquid crystal display device of Reference Example 4. As shown in FIG. 4, the electrode edge of the lower electrode 112 extending in the left-right direction in the drawing is formed in a sawtooth shape, and one pitch of the sawtooth is substantially aligned with the electrode width of the upper electrode 111. For convenience, in FIG. 4, the upper electrode 111 extending in the vertical direction in the drawing is indicated by a dotted line. Since the region where the upper electrode 111 and the lower electrode 112 intersect is one pixel, the shape of one pixel is substantially defined by two sides of the upper electrode 111 and two sides of the lower electrode 112. Parallelogram shape. In the simulation analysis of Reference Example 4, conditions other than the pixel shape are set in the same manner as in Reference Example 1. In other words, the lower substrate is subjected to an alignment process along the 12 o'clock direction that is the longitudinal direction (extending direction) of the lower electrode (see alignment process direction 114), and the upper substrate is provided with the upper electrode. Is not subjected to orientation treatment. The liquid crystal layer does not have a twisted structure, and the alignment direction 125 of the liquid crystal layer central molecule is the 12 o'clock direction as shown in the figure. In addition, the angle between the electrode edge of the lower electrode 112 and the horizontal direction (left-right direction in the figure) was set to 7.1 ° for θ.
図5は、参考例4の液晶表示装置における1画素分の配向組織のシミュレーション結果を示す図である。図5に示すように、参考例4の液晶表示装置においても画素の上エッジおよび左右エッジに沿って2つの暗領域が観察され、それらが互いに交差していることが分かる。しかし、その交差する点であるディスクリネーションについては画素内の左上側の画素角方向へシフトしていることが分かる。なお、同様条件の液晶表示装置を実際に作製してみたところ、本シミュレーション結果と同様の傾向が観察された。すなわち、すべての画素においてディスクリネーションが画素内の左上側へシフトする傾向が得られた。このことから、画素エッジと液晶層中央分子の配向方向125(図4参照)が直交した箇所を極力少なくすることで、各画素に発生する暗領域の形状を均一化し、特に反視認方向からの視認性が改善され、液晶表示装置の表示品位を向上できると考えられる。 FIG. 5 is a diagram illustrating a simulation result of an alignment structure for one pixel in the liquid crystal display device of Reference Example 4. As shown in FIG. 5, also in the liquid crystal display device of Reference Example 4, two dark regions are observed along the upper edge and the left and right edges of the pixel, and it can be seen that they intersect each other. However, it can be seen that the disclination, which is the intersecting point, is shifted toward the upper left pixel angle direction in the pixel. When a liquid crystal display device having the same conditions was actually manufactured, the same tendency as the simulation result was observed. That is, there was a tendency for the disclination to shift to the upper left in the pixel in all the pixels. For this reason, by reducing the position where the pixel edge and the alignment direction 125 (see FIG. 4) of the liquid crystal layer center molecule are orthogonal to each other as much as possible, the shape of the dark region generated in each pixel is made uniform. It is considered that the visibility is improved and the display quality of the liquid crystal display device can be improved.
上記のような知見に基づく本発明の実施の形態について以下に説明する。 An embodiment of the present invention based on the above knowledge will be described below.
図6は、一実施形態の液晶表示装置の構造を示す模式的な断面図である。図6に示す液晶表示装置は、対向配置された第1基板1と第2基板2と、両基板の間に配置された液晶層3を主に備える。第1基板1の外側には第1偏光板4が配置され、第2基板2の外側には第2偏光板5が配置されている。第1基板1と第1偏光板4の間には第1視角補償板6が配置され、第2基板2と第2偏光板5の間には第2視角補償板7が配置されている。液晶層3の周囲はシール材(図示省略)によって封止されている。以下、さらに詳細に液晶表示装置の構造を説明する。 FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the liquid crystal display device of one embodiment. The liquid crystal display device shown in FIG. 6 mainly includes a first substrate 1 and a second substrate 2 that are disposed to face each other, and a liquid crystal layer 3 that is disposed between the two substrates. A first polarizing plate 4 is disposed outside the first substrate 1, and a second polarizing plate 5 is disposed outside the second substrate 2. A first viewing angle compensation plate 6 is disposed between the first substrate 1 and the first polarizing plate 4, and a second viewing angle compensation plate 7 is disposed between the second substrate 2 and the second polarizing plate 5. The periphery of the liquid crystal layer 3 is sealed with a sealing material (not shown). Hereinafter, the structure of the liquid crystal display device will be described in more detail.
第1基板1および第2基板2は、それぞれ、例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板である。第1基板1と第2基板2との相互間には、スペーサー10が分散して配置されている。これらのスペーサー10により、第1基板1と第2基板2との間隙が所定距離(本実施形態では約4.0μm程度)に保たれる。 The first substrate 1 and the second substrate 2 are transparent substrates such as a glass substrate and a plastic substrate, respectively. Spacers 10 are distributed between the first substrate 1 and the second substrate 2. These spacers 10 keep the gap between the first substrate 1 and the second substrate 2 at a predetermined distance (about 4.0 μm in this embodiment).
液晶層3は、第1基板1の第1電極11と第2基板2の第2電極12との相互間に設けられている。本実施形態においては、誘電率異方性Δεが負(Δε<0)の液晶材料(ネマティック液晶材料)を用いて液晶層3が構成されている。液晶層3は、液晶分子の配向状態がモノドメイン配向に規制されている。液晶層3のプレティルト角は例えば89.5°程度に設定されている。 The liquid crystal layer 3 is provided between the first electrode 11 of the first substrate 1 and the second electrode 12 of the second substrate 2. In the present embodiment, the liquid crystal layer 3 is configured using a liquid crystal material (nematic liquid crystal material) having a negative dielectric anisotropy Δε (Δε <0). In the liquid crystal layer 3, the alignment state of liquid crystal molecules is restricted to monodomain alignment. The pretilt angle of the liquid crystal layer 3 is set to about 89.5 °, for example.
第1偏光板4と第2偏光板5は、各々の吸収軸が互いに略直交するように配置されている。また、第1偏光板4および第2偏光板5は、いずれか一方の吸収軸が第1電極11の延在方向に対して時計回りに45°、他方の吸収軸が第1電極11の延在方向に対して反時計回りに45°に配置されている。これにより、第1偏光板4および第2偏光板5の吸収軸は、各配向処理の方向13、14によって定義される液晶層中央分子の配向方向に対して略45°の角度をなすことになる。 The 1st polarizing plate 4 and the 2nd polarizing plate 5 are arrange | positioned so that each absorption axis may mutually cross substantially orthogonally. The first polarizing plate 4 and the second polarizing plate 5 each have one absorption axis of 45 ° clockwise with respect to the extending direction of the first electrode 11 and the other absorption axis extending from the first electrode 11. It is arranged at 45 ° counterclockwise with respect to the current direction. Thereby, the absorption axes of the first polarizing plate 4 and the second polarizing plate 5 make an angle of about 45 ° with respect to the alignment direction of the liquid crystal layer center molecule defined by the directions 13 and 14 of the respective alignment treatments. Become.
配向膜8は、第1基板1の一面側に、第1電極11を覆うようにして設けられている。同様に、配向膜9は、第2基板2の一面側に、第2電極12を覆うようにして設けられている。本実施形態においては、配向膜8および配向膜9として液晶層3の初期状態(電圧無印加時)における配向状態を垂直配向状態に規制するもの(垂直配向膜)が用いられている。より詳細には、各配向膜8、9としては、液晶層3の液晶分子に対して90°に近い角度のプレティルト角を付与し得るものが用いられる。 The alignment film 8 is provided on one surface side of the first substrate 1 so as to cover the first electrode 11. Similarly, the alignment film 9 is provided on one surface side of the second substrate 2 so as to cover the second electrode 12. In the present embodiment, as the alignment film 8 and the alignment film 9, one that regulates the alignment state in the initial state (when no voltage is applied) of the liquid crystal layer 3 to the vertical alignment state (vertical alignment film) is used. More specifically, as each of the alignment films 8 and 9, a film that can give a pretilt angle close to 90 ° to the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 3 is used.
各配向膜8、9にはラビング処理等の配向処理が施されている。配向膜8に施された配向処理の方向13は、液晶表示装置の正面における12時方向を基準にして時計回りに225°の方向である。また、配向膜9に施された配向処理の方向14は、液晶表示装置の正面における12時方向を基準にして反時計回りに45°の方向である。これにより、液晶層3の配向は左90°ねじれ配向となり、液晶層中央分子の配向方向は12時方向となる。なお、配向膜8に施される配向処理の方向13を12時方向を基準にして時計回りに45°の方向、配向膜9に施される配向処理の方向14が12時方向を基準にして反時計回りに225°の方向としてもよい。この場合には、液晶層3の配向は右90°ねじれ配向となり、液晶層中央分子の配向方向は12時方向となる。 Each alignment film 8, 9 is subjected to an alignment process such as a rubbing process. The direction 13 of the alignment treatment applied to the alignment film 8 is a direction of 225 ° clockwise relative to the 12 o'clock direction on the front of the liquid crystal display device. Further, the direction 14 of the alignment treatment applied to the alignment film 9 is a direction of 45 ° counterclockwise with reference to the 12 o'clock direction on the front surface of the liquid crystal display device. As a result, the alignment of the liquid crystal layer 3 is twisted 90 ° to the left, and the alignment direction of the center molecule of the liquid crystal layer is the 12 o'clock direction. The direction 13 of the alignment treatment applied to the alignment film 8 is 45 ° clockwise with respect to the 12 o'clock direction, and the direction 14 of the alignment treatment applied to the alignment film 9 is based on the 12 o'clock direction. The direction may be 225 ° counterclockwise. In this case, the alignment of the liquid crystal layer 3 is a right 90 ° twist alignment, and the alignment direction of the liquid crystal layer central molecule is the 12 o'clock direction.
第1電極11は、第1基板1の一面上に設けられている。また、第2電極12は、第2基板2の一面上に設けられている。本実施形態においては、それぞれ特定方向に延在する複数の第1電極11と複数の第2電極12とが各々の延在方向を略直交させて対向配置されている。各第1電極11および各第2電極12は、例えばインジウム錫酸化物(ITO)などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。本実施形態の液晶表示装置は、第1電極11と第2電極12とが平面視において重なる箇所のそれぞれが画素となる。本実施形態では、各第2電極12の電極エッジを、第1電極の延在方向(第1方向)に対して斜交する線分を含んだ折線状の形状とすることにより、各画素のうち各第2電極12の電極エッジによって画定される部分の画素エッジと液晶層中央分子の配向方向25とが直交しない構造を実現している。 The first electrode 11 is provided on one surface of the first substrate 1. The second electrode 12 is provided on one surface of the second substrate 2. In the present embodiment, a plurality of first electrodes 11 and a plurality of second electrodes 12 each extending in a specific direction are opposed to each other with their extending directions substantially orthogonal to each other. Each first electrode 11 and each second electrode 12 are configured by appropriately patterning a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO), for example. In the liquid crystal display device of this embodiment, each of the portions where the first electrode 11 and the second electrode 12 overlap in a plan view is a pixel. In the present embodiment, the electrode edge of each second electrode 12 is formed into a polygonal line shape including a line segment that obliquely intersects with the extending direction (first direction) of the first electrode. Of these, the pixel edge of the portion defined by the electrode edge of each second electrode 12 and the alignment direction 25 of the liquid crystal layer center molecule are not orthogonal.
図7(a)および図7(b)は、電極構造の一例を示す模式的な平面図である。図7(a)に示すように、図中の左右方向に延在する各第2電極12の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の1ピッチが各第1電極11の電極幅とほぼ揃っている。1つの画素に対応する電極部分の拡大図を図7(b)に示す。図7(b)では図中の上下方向に延在する各第1電極11を点線で示している。各第1電極11と各第2電極12の交差する領域がそれぞれ1つの画素となるので、1画素の形状は第1電極11の電極エッジによる2辺と第2電極12の電極エッジによる2辺によって画定される略平行四辺形状となり、すべての画素の形状が等しくなる。鋸歯状の第2電極12の電極エッジと水平方向(図中の左右方向)とのなす角度をθと定義すると、この角度θは0°より大きく15°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の2辺と液晶層中央分子の配向方向25とが直交しない構造を実現することができる。なお、図7に示した第2電極12の電極エッジは、右肩上がりの鋸歯状であるが、この逆に右肩下がりの鋸歯状としても同様の効果が得られる。 FIG. 7A and FIG. 7B are schematic plan views showing an example of an electrode structure. As shown in FIG. 7A, the electrode edge of each second electrode 12 extending in the left-right direction in the drawing is formed in a sawtooth shape, and one pitch of the sawtooth is equal to the electrode width of each first electrode 11. Almost complete. FIG. 7B shows an enlarged view of the electrode portion corresponding to one pixel. In FIG.7 (b), each 1st electrode 11 extended in the up-down direction in the figure is shown with the dotted line. Since the region where each first electrode 11 and each second electrode 12 intersect becomes one pixel, the shape of one pixel is two sides by the electrode edge of the first electrode 11 and two sides by the electrode edge of the second electrode 12. The substantially parallelogram shape demarcated by, and all the pixels have the same shape. If an angle formed by the electrode edge of the sawtooth second electrode 12 and the horizontal direction (left-right direction in the figure) is defined as θ, this angle θ is set to be greater than 0 ° and not more than 15 °. By doing so, it is possible to realize a structure in which the upper and lower sides of each pixel and the alignment direction 25 of the liquid crystal layer center molecule are not orthogonal to each other. Note that the electrode edge of the second electrode 12 shown in FIG. 7 has a sawtooth shape that rises to the right, but conversely, the same effect can be obtained if it has a sawtooth shape that falls to the right.
図8および図9は、それぞれ第1実施形態の液晶表示装置における1画素分の配向組織のシミュレーション結果を示す図である。詳細には、図8は液晶層3を左90°ねじれ配向にした場合のシミュレーション結果、図9は液晶層3を右90°ねじれ配向にした場合のシミュレーション結果である。また、いずれのシミュレーションにおいても第2電極12の電極エッジと水平方向とのなす角度θを7.1°に設定した。それ以外のシミュレーション条件については上記した参考例の場合と同様である。図8および図9から分かるように、2つの暗領域の交差する点であるディスクリネーションの位置は液晶層3の配向のねじれ方向によらず、いずれの場合も左右画素エッジを基準にして中心より左側に位置している。上記した参考例ではディスクリネーションの位置の液晶層の配向のねじれ方向に対する依存性があったが、本実施形態ではディスクリネーションの位置を液晶層の配向のねじれ方向に関わらず左側へ発現させることができる。なお、同様条件の液晶表示装置を実際に作製してみたところ、本シミュレーション結果と同様の傾向が観察された。すなわち、すべての画素においてディスクリネーションが画素内の左上側へ固定化される傾向が得られた。このことから、画素エッジと液晶層中央分子の配向方向25(図7参照)が直交した箇所をより少なくすることで、各画素に発生する暗領域の形状を均一化し、特に反視認方向からの視認性が改善され、液晶表示装置の表示品位を向上できると考えられる。 FIG. 8 and FIG. 9 are diagrams each showing a simulation result of an alignment structure for one pixel in the liquid crystal display device of the first embodiment. Specifically, FIG. 8 shows a simulation result when the liquid crystal layer 3 is twisted 90 ° to the left, and FIG. 9 shows a simulation result when the liquid crystal layer 3 is twisted 90 ° to the right. In any simulation, the angle θ formed by the electrode edge of the second electrode 12 and the horizontal direction was set to 7.1 °. Other simulation conditions are the same as those in the above-described reference example. As can be seen from FIG. 8 and FIG. 9, the position of the disclination, which is the point where the two dark regions intersect, does not depend on the twist direction of the alignment of the liquid crystal layer 3, and in either case is centered on the left and right pixel edges It is located on the left side. In the above-described reference example, the disclination position depends on the twist direction of the alignment of the liquid crystal layer. However, in this embodiment, the disclination position is expressed on the left side regardless of the twist direction of the liquid crystal layer alignment. be able to. When a liquid crystal display device having the same conditions was actually manufactured, the same tendency as the simulation result was observed. That is, there was a tendency that the disclination was fixed to the upper left side in each pixel in all the pixels. Therefore, by reducing the number of places where the pixel edge and the alignment direction 25 (see FIG. 7) of the liquid crystal layer center molecule are orthogonal, the shape of the dark region generated in each pixel is made uniform, particularly from the anti-viewing direction. It is considered that the visibility is improved and the display quality of the liquid crystal display device can be improved.
次に、第2電極12の電極エッジと水平方向とのなす角度θを変化させた場合についても説明する。図10および図11は、それぞれ第1実施形態の液晶表示装置における1画素分の配向組織のシミュレーション結果を示す図である。詳細には、図10は角度θを5.7°に設定した場合のシミュレーション結果、図11は角度θを14°に設定した場合のシミュレーション結果である。いずれのシミュレーションにおいても液晶層3は左ねじれ配向に設定した。それ以外のシミュレーション条件については上記した参考例の場合と同様である。図10および図11から分かるように、2つの暗領域の交差する点であるディスクリネーションの位置は角度θの大小によらず、いずれの場合も左右画素エッジを基準にして中心より左側に位置している。ただし、角度θによる影響をさらにシミュレーション解析したところ、角度θが5°未満の場合にはディスクリネーションが複数発生するという解析結果が得られた。このことから、角度θは5°以上に設定することが好ましいといえる。 Next, the case where the angle θ between the electrode edge of the second electrode 12 and the horizontal direction is changed will be described. FIG. 10 and FIG. 11 are diagrams each showing a simulation result of the alignment structure for one pixel in the liquid crystal display device of the first embodiment. Specifically, FIG. 10 shows a simulation result when the angle θ is set to 5.7 °, and FIG. 11 shows a simulation result when the angle θ is set to 14 °. In any simulation, the liquid crystal layer 3 was set to the left twisted orientation. Other simulation conditions are the same as those in the above-described reference example. As can be seen from FIGS. 10 and 11, the position of the disclination, which is the intersection of the two dark regions, is located on the left side of the center with respect to the left and right pixel edges in any case, regardless of the angle θ. doing. However, when the influence of the angle θ was further analyzed by simulation, an analysis result that a plurality of disclinations occurred when the angle θ was less than 5 ° was obtained. From this, it can be said that the angle θ is preferably set to 5 ° or more.
なお、電極構造並びにそれによって画定される画素の形状については上記した実施形態のものに限らず種々の形態が考えられる。それらを以下に説明する。 Note that the electrode structure and the shape of the pixel defined thereby are not limited to those of the above-described embodiments, and various forms are conceivable. These are described below.
図12(a)および図12(b)は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。図12(a)に示すように、図中の左右方向に延在する各第2電極12の電極エッジは鋸歯状に形成されているが、上記実施形態の構造とは異なり、鋸歯の1ピッチが各第1電極11の電極幅とは揃っていない。そして、図12(b)に示すように、各第2電極12は、鋸歯の下向きの頂角部分と第1電極11の電極間部分とは重ならない状態となっている。1つの画素内における上下の各電極エッジは、傾斜方向の異なる2辺(第1直線と第2直線)を接続した形状となっている。各電極エッジについて左右方向と平行な長さ成分(投影した際の長さ)をXa、Xbとすると、XaとXbを合計した長さと各第1電極11の電極幅がほぼ等しく設定されている。そして、傾斜方向の異なる2辺を接続してなる電極エッジの両端部と、第1電極11の電極間とが重なるように、各第1電極11および各第2電極12が配置されている。このような電極構造によっても、第2電極12の電極エッジによって画定される部分の画素エッジと液晶層中央分子の配向方向とが直交しない構造を実現できる。なお、配向処理の方向13、14については、液晶層3を左90°ねじれ配向とする場合について例示されているが、液晶層3を右90°ねじれ配向としてもよい(以下の図13以降も同様)。また、ここで示した電極構造においては、Xa>Xbであり、さらにXaがXbの4倍以内(より好ましくは3倍以内)に設定されることが好ましい。長さ成分Xaを有する辺と水平方向とのなす角度をθと定義すると、角度θは0°より大きく15°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の2辺と液晶層中央分子の配向方向25(図7参照)とが直交しない構造を実現することができる。ここでの電極構造における各画素の形状は変形した「くの字状」の六角形であり、すべての画素が同じ形状となる。なお、第2電極12の電極エッジは、左側の辺(右肩上がりの辺)が相対的に長く右側の辺(右肩下がりの辺)が相対的に短く設定されているが、これを左右反転させても同様の効果が得られる。 FIGS. 12A and 12B are schematic plan views showing another example of the electrode structure. As shown in FIG. 12A, the electrode edge of each second electrode 12 extending in the left-right direction in the drawing is formed in a sawtooth shape, but unlike the structure of the above embodiment, one pitch of the sawtooth is formed. However, the electrode width of each first electrode 11 is not uniform. Then, as shown in FIG. 12B, each second electrode 12 is in a state where the downward apex portion of the sawtooth and the interelectrode portion of the first electrode 11 do not overlap. The upper and lower electrode edges in one pixel have a shape in which two sides (first straight line and second straight line) having different inclination directions are connected. Assuming that length components parallel to the horizontal direction (projected lengths) for each electrode edge are Xa and Xb, the total length of Xa and Xb and the electrode width of each first electrode 11 are set to be approximately equal. . Each first electrode 11 and each second electrode 12 are arranged so that both ends of the electrode edge formed by connecting two sides having different inclination directions overlap each other between the electrodes of the first electrode 11. Even with such an electrode structure, it is possible to realize a structure in which the pixel edge of the portion defined by the electrode edge of the second electrode 12 and the alignment direction of the center molecule of the liquid crystal layer are not orthogonal. In addition, although the alignment processing directions 13 and 14 are exemplified for the case where the liquid crystal layer 3 has a left 90 ° twist alignment, the liquid crystal layer 3 may have a right 90 ° twist alignment (the following FIG. 13 and the following also). The same). In the electrode structure shown here, it is preferable that Xa> Xb and that Xa is set within 4 times (more preferably within 3 times) of Xb. If the angle formed between the side having the length component Xa and the horizontal direction is defined as θ, the angle θ is set to be greater than 0 ° and equal to or less than 15 °. By doing so, it is possible to realize a structure in which the upper and lower sides of each pixel and the alignment direction 25 (see FIG. 7) of the liquid crystal layer center molecule are not orthogonal to each other. The shape of each pixel in the electrode structure here is a deformed "<"-shaped "hexagon, and all the pixels have the same shape. The electrode edge of the second electrode 12 is set such that the left side (rising side) is relatively long and the right side (right side) is relatively short. The same effect can be obtained even if it is reversed.
図13(a)および図13(b)は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。図13(a)に示すように、図中の左右方向に延在する各第2電極12の電極エッジは鋸歯状に形成されているが、上記実施形態の構造とは異なり、鋸歯の1ピッチが各第1電極11の電極幅とは揃っていない。そして、図13(b)に示すように、各第2電極12は、鋸歯の1つの頂角部分と第1電極11の電極間部分とは重ならない状態となっている。1つの画素内における上下の各電極エッジは、傾斜方向の異なる2辺を接続した形状となっている。上記した電極構造と同様に、各電極エッジについて左右方向と平行な長さ成分をXa、Xbとすると、XaとXbを合計した長さと各第1電極11の電極幅がほぼ等しく設定されている。そして、傾斜方向の異なる2辺を接続してなる電極エッジの両端部と、第1電極11の電極間とが重なるように、各第1電極11および各第2電極12が配置されている。このような電極構造によっても、第2電極12の電極エッジによって画定される部分の画素エッジと液晶層中央分子の配向方向25(図7参照)とが直交しない構造を実現できる。 FIG. 13A and FIG. 13B are schematic plan views showing other examples of the electrode structure. As shown in FIG. 13A, the electrode edge of each second electrode 12 extending in the left-right direction in the drawing is formed in a sawtooth shape, but unlike the structure of the above embodiment, one pitch of the sawtooth is formed. However, the electrode width of each first electrode 11 is not uniform. As shown in FIG. 13B, each second electrode 12 is in a state where one apex angle portion of the sawtooth and the interelectrode portion of the first electrode 11 do not overlap. The upper and lower electrode edges in one pixel have a shape in which two sides having different inclination directions are connected. Similar to the electrode structure described above, if the length components parallel to the left and right direction are Xa and Xb for each electrode edge, the total length of Xa and Xb and the electrode width of each first electrode 11 are set to be approximately equal. . Each first electrode 11 and each second electrode 12 are arranged so that both ends of the electrode edge formed by connecting two sides having different inclination directions overlap each other between the electrodes of the first electrode 11. Even with such an electrode structure, it is possible to realize a structure in which the pixel edge of the portion defined by the electrode edge of the second electrode 12 and the alignment direction 25 (see FIG. 7) of the center molecule of the liquid crystal layer are not orthogonal.
なお、図13に示した電極構造と図12に示した電極構造との違いは、各第2電極12の両電極エッジにおいて鋸歯の頂点が不揃いとなっていることである。図13に示した例では、鋸歯の一方の頂点が他方の頂点に対して左右方向に略Xbだけずらして配置されている。なお、ずらす量はXbに限られない。この電極構造においても、Xa>Xbであり、さらにXaがXbの4倍以内(より好ましくは3倍以内)に設定されることが好ましい。長さ成分Xaを有する辺と水平方向とのなす角度をθと定義すると、角度θは0°より大きく15°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の2辺と液晶層中央分子の配向方向25(図7参照)とが直交しない構造を実現することができる。図13の電極構造における各画素の形状は変形した六角形であるが、上下方向において隣接する画素の形状が異なっており、第2電極12の1本おきにその形状の違いが繰り返される。なお、図12の電極構造の場合と同様に、画素形状を左右反転するように構成しても同様の効果が得られると考えられる。 Note that the difference between the electrode structure shown in FIG. 13 and the electrode structure shown in FIG. 12 is that the vertices of the sawtooth are not uniform at both electrode edges of each second electrode 12. In the example shown in FIG. 13, one apex of the sawtooth is shifted from the other apex by approximately Xb in the left-right direction. The amount to be shifted is not limited to Xb. Also in this electrode structure, it is preferable that Xa> Xb and that Xa is set within 4 times (more preferably within 3 times) of Xb. If the angle formed between the side having the length component Xa and the horizontal direction is defined as θ, the angle θ is set to be greater than 0 ° and equal to or less than 15 °. By doing so, it is possible to realize a structure in which the upper and lower sides of each pixel and the alignment direction 25 (see FIG. 7) of the liquid crystal layer center molecule are not orthogonal to each other. Although the shape of each pixel in the electrode structure of FIG. 13 is a deformed hexagon, the shape of adjacent pixels is different in the vertical direction, and the difference in shape is repeated every other second electrode 12. Similar to the electrode structure of FIG. 12, it is considered that the same effect can be obtained even if the pixel shape is reversed left and right.
図14(a)および図14(b)は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。図14(a)に示すように、図中の左右方向に延在する各第2電極12の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の1/2ピッチが各第1電極11の電極幅とほぼ等しく設定されている。そして、図14(b)に示すように、各第2電極12は、鋸歯の1つの頂角部分(屈曲点)が第1電極11の電極間部分と重なる状態で配置されている。各第1電極11と各第2電極12の交差する領域がそれぞれ1つの画素となるので、1画素の形状は第1電極11の電極エッジによる2辺と第2電極12の電極エッジによる2辺によって画定される略平行四辺形となる。このような電極構造によっても、第2電極12の電極エッジによって画定される部分の画素エッジと液晶層中央分子の配向方向25(図7参照)とが直交しない構造を実現できる。図14において第2電極12の電極エッジと水平方向(図中の左右方向)とのなす角度をθと定義すると、この角度θは0°より大きく15°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の2辺と液晶層中央分子の配向方向25(図7参照)とが直交しない構造を実現できる。図14の電極構造における各画素は、上下方向において隣接する画素同士が同じ形状であるが、左右方向において隣接する画素同士が異なっており、第1電極11の1本おきにその形状の違いが繰り返される。 FIG. 14A and FIG. 14B are schematic plan views showing other examples of the electrode structure. As shown in FIG. 14A, the electrode edge of each second electrode 12 extending in the left-right direction in the drawing is formed in a sawtooth shape, and a 1/2 pitch of the sawtooth is an electrode of each first electrode 11. It is set almost equal to the width. Then, as shown in FIG. 14B, each second electrode 12 is arranged in a state where one apex angle portion (bending point) of the saw blade overlaps with the inter-electrode portion of the first electrode 11. Since the region where each first electrode 11 and each second electrode 12 intersect becomes one pixel, the shape of one pixel is two sides by the electrode edge of the first electrode 11 and two sides by the electrode edge of the second electrode 12. Is a substantially parallelogram defined by Even with such an electrode structure, it is possible to realize a structure in which the pixel edge of the portion defined by the electrode edge of the second electrode 12 and the alignment direction 25 (see FIG. 7) of the center molecule of the liquid crystal layer are not orthogonal. In FIG. 14, when the angle formed between the electrode edge of the second electrode 12 and the horizontal direction (left-right direction in the figure) is defined as θ, the angle θ is set to be greater than 0 ° and equal to or less than 15 °. By doing so, it is possible to realize a structure in which the upper and lower sides of each pixel and the alignment direction 25 (see FIG. 7) of the liquid crystal layer center molecule are not orthogonal to each other. Each pixel in the electrode structure of FIG. 14 has the same shape in adjacent pixels in the vertical direction, but the adjacent pixels in the left-right direction are different, and the difference in shape is every other one of the first electrodes 11. Repeated.
図15(a)および図15(b)は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。図15(a)に示すように、図中の左右方向に延在する各第2電極12の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の1ピッチが各第1電極11の電極幅とほぼ等しく設定されている。図14の電極構造との違いは、各第2電極12の一方の電極エッジと他方の電極エッジで屈曲する方向が互い違いになっており、両電極エッジの屈曲した頂点が近づいたり離れたりを繰り返していることである。そして、図15(b)に示すように、各第2電極12は、鋸歯の1つの頂角部分(屈曲点)が第1電極11の電極間部分と重なる状態で配置されている。各第1電極11と各第2電極12の交差する領域がそれぞれ1つの画素となるので、1画素の形状は第1電極11の電極エッジによる2辺と第2電極12の電極エッジによる2辺によって画定される略台形状となる。図15において第2電極12の電極エッジと水平方向(図中の左右方向)とのなす角度をθと定義すると、この角度θは0°より大きく15°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の2辺と液晶層中央分子の配向方向25(図7参照)とが直交しない構造を実現することができる。図15の電極構造における各画素は、上下方向においても隣接する画素同士、左右方向において隣接する画素同士がいずれも異なっており、第1電極11の1本おき並びに第2電極12の1本おきにその形状の違いが繰り返される。 FIG. 15A and FIG. 15B are schematic plan views showing other examples of the electrode structure. As shown in FIG. 15A, the electrode edge of each second electrode 12 extending in the left-right direction in the drawing is formed in a sawtooth shape, and one pitch of the sawtooth is equal to the electrode width of each first electrode 11. It is set almost equal. The difference from the electrode structure of FIG. 14 is that the direction of bending at one electrode edge and the other electrode edge of each second electrode 12 is staggered, and the bent vertices of both electrode edges repeatedly approach and separate. It is that. Then, as shown in FIG. 15B, each second electrode 12 is arranged in a state where one apex angle portion (bending point) of the saw blade overlaps with an inter-electrode portion of the first electrode 11. Since the region where each first electrode 11 and each second electrode 12 intersect becomes one pixel, the shape of one pixel is two sides by the electrode edge of the first electrode 11 and two sides by the electrode edge of the second electrode 12. It becomes the substantially trapezoid shape defined by. In FIG. 15, when the angle formed between the electrode edge of the second electrode 12 and the horizontal direction (left-right direction in the figure) is defined as θ, the angle θ is set to be greater than 0 ° and equal to or less than 15 °. By doing so, it is possible to realize a structure in which the upper and lower sides of each pixel and the alignment direction 25 (see FIG. 7) of the liquid crystal layer center molecule are not orthogonal to each other. Each of the pixels in the electrode structure of FIG. 15 is different from each other in the vertical direction, and adjacent in the horizontal direction, and every other first electrode 11 and every other second electrode 12. The difference in shape is repeated.
図16(a)および図16(b)は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。図16(a)に示すように、図中の左右方向に延在する各第2電極12の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の1ピッチが各第1電極11の電極幅とほぼ等しく設定されている。そして、図16(b)に示すように、各第2電極12は、鋸歯の1つの頂角部分(屈曲点)が第1電極11の略中央部と重なり、他の1つの頂角部分(屈曲点)が第1電極11の電極間部分と重なる状態で配置されている。各第1電極11と各第2電極12の交差する領域がそれぞれ1つの画素となるので、1画素の形状は第1電極11の電極エッジによる2辺と第2電極12の電極エッジによる2辺によって画定される略逆V字状の六角形となる。図16において第2電極12の電極エッジと水平方向(図中の左右方向)とのなす角度をθと定義すると、この角度θは0°より大きく15°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の2辺と液晶層中央分子の配向方向25(図7参照)とが直交しない構造を実現することができる。図16の電極構造における各画素は、上下方向並びに左右方向のいずれにおいても隣接する画素同士が同じ形状となる。なお、各画素の形状は略V字状の六角形となってもよい。 FIGS. 16A and 16B are schematic plan views showing other examples of the electrode structure. As shown in FIG. 16A, the electrode edge of each second electrode 12 extending in the left-right direction in the figure is formed in a sawtooth shape, and one pitch of the sawtooth is equal to the electrode width of each first electrode 11. It is set almost equal. And as shown in FIG.16 (b), each 2nd electrode 12 has one apex angle part (bending point) of a sawtooth overlapped with the approximate center part of the 1st electrode 11, and another one apex angle part ( (Bending point) is arranged so as to overlap the inter-electrode portion of the first electrode 11. Since the region where each first electrode 11 and each second electrode 12 intersect becomes one pixel, the shape of one pixel is two sides by the electrode edge of the first electrode 11 and two sides by the electrode edge of the second electrode 12. Is a substantially inverted V-shaped hexagon defined by In FIG. 16, if the angle formed by the electrode edge of the second electrode 12 and the horizontal direction (left-right direction in the figure) is defined as θ, this angle θ is set to be greater than 0 ° and not more than 15 °. By doing so, it is possible to realize a structure in which the upper and lower sides of each pixel and the alignment direction 25 (see FIG. 7) of the liquid crystal layer center molecule are not orthogonal to each other. Each pixel in the electrode structure of FIG. 16 has the same shape in adjacent pixels in both the vertical direction and the horizontal direction. The shape of each pixel may be a substantially V-shaped hexagon.
図17(a)および図17(b)は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。図17(a)に示すように、図中の左右方向に延在する各第2電極12の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の1ピッチが各第1電極11の電極幅とほぼ等しく設定されている。図16の電極構造との違いは、各第2電極12の一方の電極エッジと他方の電極エッジで屈曲する方向が互い違いになっており、両電極エッジの屈曲点が近づいたり離れたりを繰り返していることである。そして、図17(b)に示すように、各第2電極12は、鋸歯の1つの屈曲点(頂点)が第1電極11の略中央部と重なり、他の1つの屈曲点(頂点)が第1電極11の電極間部分と重なる状態で配置されている。各第1電極11と各第2電極12の交差する領域がそれぞれ1つの画素となるので、1画素の形状は第1電極11の電極エッジによる2辺と第2電極12の電極エッジによる2辺によって画定される略六角形となる。図17(b)において第2電極12の電極エッジと水平方向(図中の左右方向)とのなす角度をθと定義すると、この角度θは0°より大きく15°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の2辺と液晶層中央分子の配向方向25(図7参照)とが直交しない構造を実現することができる。この電極構造における各画素は、上下方向において隣接する画素同士が異なる形状となり、左右方向に隣接する画素同士が同じ形状となる。 FIG. 17A and FIG. 17B are schematic plan views showing another example of the electrode structure. As shown in FIG. 17A, the electrode edge of each second electrode 12 extending in the left-right direction in the drawing is formed in a sawtooth shape, and one pitch of the sawtooth is equal to the electrode width of each first electrode 11. It is set almost equal. The difference from the electrode structure of FIG. 16 is that the direction of bending at one electrode edge and the other electrode edge of each second electrode 12 is staggered, and the bending points of both electrode edges are repeatedly approaching and separating. It is that you are. Then, as shown in FIG. 17B, each second electrode 12 has one bending point (vertex) of the sawtooth overlapping the substantially central portion of the first electrode 11, and the other one bending point (vertex). It arrange | positions in the state which overlaps with the part between 1st electrodes 11 electrodes. Since the region where each first electrode 11 and each second electrode 12 intersect becomes one pixel, the shape of one pixel is two sides by the electrode edge of the first electrode 11 and two sides by the electrode edge of the second electrode 12. It becomes the substantially hexagon defined by. In FIG. 17B, if the angle formed by the electrode edge of the second electrode 12 and the horizontal direction (left-right direction in the figure) is defined as θ, this angle θ is set to be greater than 0 ° and not more than 15 °. By doing so, it is possible to realize a structure in which the upper and lower sides of each pixel and the alignment direction 25 (see FIG. 7) of the liquid crystal layer center molecule are not orthogonal to each other. In each pixel in this electrode structure, adjacent pixels in the vertical direction have different shapes, and adjacent pixels in the horizontal direction have the same shape.
なお、上記したいずれの電極構造においても第2電極の両側の電極エッジが折れ線状に形成されていたが、片側の電極エッジのみが折れ線状に形成されていてもよい。その場合には、斜めに交差する線分が画素エッジのうちの反視認側に配置されることが望ましい。 In any of the electrode structures described above, the electrode edges on both sides of the second electrode are formed in a polygonal line, but only one electrode edge may be formed in a polygonal line. In that case, it is desirable that the line segments that intersect diagonally be arranged on the non-viewing side of the pixel edge.
図18(a)および図18(b)は、電極構造の一例を示す模式的な平面図である。図18(a)に示すように、図中の上下方向に延在する各第1電極11の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の1ピッチが各第2電極12の電極幅とほぼ等しく設定されている。また、図中の左右方向に延在する各第2電極12の電極エッジは上記した実施形態と同様な鋸歯状に形成されており、鋸歯の1ピッチが各第1電極11の電極幅とほぼ等しく設定されている。図18(b)に示すように、各第1電極11は、鋸歯の1つの頂角部分(屈曲点)が第2電極12の略中央部と重なり、他の1つの頂角部分(屈曲点)が第2電極12の電極間部分と重なる状態で配置されている。同様に、各第2電極12は、鋸歯の1つの頂角部分(屈曲点)が第1電極11の略中央部と重なり、他の1つの頂角部分(屈曲点)が第1電極11の電極間部分と重なる状態で配置されている。各第1電極11と各第2電極12の交差する領域がそれぞれ1つの画素となるので、1画素の形状は第1電極11の電極エッジによる2辺と第2電極12の電極エッジによる2辺によって画定される六角形となる。なお、各画素の形状は略V字状の六角形となってもよい。 FIG. 18A and FIG. 18B are schematic plan views showing an example of an electrode structure. As shown in FIG. 18A, the electrode edge of each first electrode 11 extending in the vertical direction in the figure is formed in a sawtooth shape, and one pitch of the sawtooth is equal to the electrode width of each second electrode 12. It is set almost equal. In addition, the electrode edge of each second electrode 12 extending in the left-right direction in the figure is formed in a sawtooth shape similar to the above-described embodiment, and one pitch of the sawtooth is substantially equal to the electrode width of each first electrode 11. Are set equal. As shown in FIG. 18 (b), each first electrode 11 has one apex angle portion (bending point) of the sawtooth overlapped with a substantially central portion of the second electrode 12, and the other one apex angle portion (bending point). ) Are arranged so as to overlap the inter-electrode portion of the second electrode 12. Similarly, in each second electrode 12, one apex angle portion (bending point) of the sawtooth overlaps with a substantially central portion of the first electrode 11, and the other one apex angle portion (bending point) of the first electrode 11. It arrange | positions in the state which overlaps with the part between electrodes. Since the region where each first electrode 11 and each second electrode 12 intersect becomes one pixel, the shape of one pixel is two sides by the electrode edge of the first electrode 11 and two sides by the electrode edge of the second electrode 12. Is a hexagon defined by The shape of each pixel may be a substantially V-shaped hexagon.
図18(b)において第1電極11の電極エッジと垂直方向(図中の上下方向)とのなす角度をθと定義すると、この角度θは0°より大きく15°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の2辺と液晶層中央分子の配向方向とが直交しない構造を実現することができる。この電極構造における各画素は、上下方向並びに左右方向のいずれにおいても隣接する画素同士が同じ形状となる。また、第2電極12の電極エッジと水平方向(図中の左右方向)とのなす角度は0°より大きく15°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の2辺と液晶層中央分子の配向方向25(図7参照)とが直交しない構造を実現することができる。また、第1電極側と第2電極側の双方に屈曲性を有する電極構造を採用することでフレーム周波数の下限値を低下させる効果が得られる。この場合におけるθの値は5°以上が好ましい。一方、さらに反視認方向からの表示均一性を向上させるにはθを10°以上15°以下に設定することが好ましいと考えられる。なお、図18においては第1電極、第2電極のそれぞれの両側の電極エッジが同じ形状とされていたが、異なる形状としてもよい。 In FIG. 18B, when the angle formed between the electrode edge of the first electrode 11 and the vertical direction (vertical direction in the drawing) is defined as θ, this angle θ is set to be greater than 0 ° and 15 ° or less. In this way, it is possible to realize a structure in which the upper and lower sides of each pixel do not intersect with the alignment direction of the liquid crystal layer center molecule. In each pixel in this electrode structure, adjacent pixels have the same shape in both the vertical direction and the horizontal direction. In addition, the angle formed by the electrode edge of the second electrode 12 and the horizontal direction (left-right direction in the figure) is set to be greater than 0 ° and not greater than 15 °. By doing so, it is possible to realize a structure in which the upper and lower sides of each pixel and the alignment direction 25 (see FIG. 7) of the liquid crystal layer center molecule are not orthogonal to each other. Moreover, the effect of lowering the lower limit of the frame frequency can be obtained by adopting a flexible electrode structure on both the first electrode side and the second electrode side. In this case, the value of θ is preferably 5 ° or more. On the other hand, it is considered that θ is preferably set to 10 ° or more and 15 ° or less in order to further improve the display uniformity from the opposite viewing direction. In FIG. 18, the electrode edges on both sides of each of the first electrode and the second electrode have the same shape, but may have different shapes.
ところで、上記したような第2電極12の電極エッジによって画定される部分の画素エッジと液晶層中央分子の配向方向とが直交しない電極構造において、さらに各第1電極11に矩形状の開口部を設けることにより、フレーム周波数の低減を図ることができる。以下に具体的に説明する。 By the way, in the electrode structure in which the pixel edge of the portion defined by the electrode edge of the second electrode 12 and the alignment direction of the center molecule of the liquid crystal layer are not orthogonal to each other, a rectangular opening is formed in each first electrode 11. By providing, the frame frequency can be reduced. This will be specifically described below.
図19は、開口部を有する第1電極の電極構造の一例を示す図である。図19に示すように、各第1電極11には、それぞれの延在方向である第1方向に沿って長い矩形状の開口部15が設けられる。図示の例では、各開口部15の長手方向は第1方向と略平行であり、当該長手方向に沿って配列されている。なお、図20に示すように各開口部15の長手方向は第1方向に対して所定角度をもって配置されていてもよい。例えば、各開口部15の長手方向は第2電極12の電極エッジに対して略直交する方向としてもよい。また、図示の例では、隣接する第1電極11の間で各開口部15の傾き方向が互い違いになっているが、傾き方向が揃っていてもよい。 FIG. 19 is a diagram illustrating an example of an electrode structure of a first electrode having an opening. As shown in FIG. 19, each first electrode 11 is provided with a rectangular opening portion 15 that is long along the first direction that is the extending direction thereof. In the illustrated example, the longitudinal direction of each opening 15 is substantially parallel to the first direction and is arranged along the longitudinal direction. As shown in FIG. 20, the longitudinal direction of each opening 15 may be arranged at a predetermined angle with respect to the first direction. For example, the longitudinal direction of each opening 15 may be a direction substantially orthogonal to the electrode edge of the second electrode 12. In the illustrated example, the inclination directions of the openings 15 are staggered between the adjacent first electrodes 11, but the inclination directions may be aligned.
次に、上記した第1電極11および第2電極12を組み合わせて構成される画素の構造を説明する。 Next, the structure of a pixel configured by combining the first electrode 11 and the second electrode 12 will be described.
図21は、電極構造の他の一例を示す図である。本例は、上記した図16の電極構造を有する第2電極12と図19に示した開口部15を有する第1電極11を組み合わせた場合の1画素の電極構造である。第1電極11の電極ピッチはWs、第2電極12の電極ピッチはWc、第1電極11に設けられた開口部15の長辺長さ(長手方向の長さ)はLsである。開口部15は、1つの端部(短辺)が隣接する第2電極12の電極間に重なり、かつ第2電極12の屈曲点と重なるように配置されている。 FIG. 21 is a diagram illustrating another example of the electrode structure. This example is a one-pixel electrode structure in which the second electrode 12 having the electrode structure shown in FIG. 16 and the first electrode 11 having the opening 15 shown in FIG. 19 are combined. The electrode pitch of the first electrode 11 is Ws, the electrode pitch of the second electrode 12 is Wc, and the long side length (length in the longitudinal direction) of the opening 15 provided in the first electrode 11 is Ls. The opening 15 is arranged so that one end (short side) overlaps between adjacent electrodes of the second electrode 12 and overlaps with a bending point of the second electrode 12.
図22は、電極構造の他の一例を示す図である。本例は、上記した図14の電極構造を有する第2電極12と図19に示した開口部15を有する第1電極11を組み合わせた場合の1画素の電極構造である。第1電極11の電極ピッチはWs、第2電極12の電極ピッチはWc、第1電極11に設けられた開口部15の長辺(長手方向の長さ)はLsである。開口部15は、画素内において第1電極11の幅方向に対して略中央に配置され、かつ1つの端部(短辺)が隣接する第2電極12の電極間に重なるように配置されている。 FIG. 22 is a diagram showing another example of the electrode structure. This example is a one-pixel electrode structure in which the second electrode 12 having the electrode structure shown in FIG. 14 and the first electrode 11 having the opening 15 shown in FIG. 19 are combined. The electrode pitch of the first electrode 11 is Ws, the electrode pitch of the second electrode 12 is Wc, and the long side (length in the longitudinal direction) of the opening 15 provided in the first electrode 11 is Ls. The opening 15 is arranged in the center of the pixel with respect to the width direction of the first electrode 11, and one end (short side) is arranged so as to overlap between the electrodes of the adjacent second electrodes 12. Yes.
図23は、電極構造の他の一例を示す図である。本例は、上記した図14の電極構造を有する第2電極12と図20に示した斜め配置の開口部15を有する第1電極11を組み合わせた場合の1画素の電極構造である。第1電極11の電極ピッチはWsであり、第2電極12の電極ピッチはWhである。また、第1電極11に設けられた傾斜配置の開口部15の長辺長さ(長手方向の長さ)はLtである。本例では、開口部15は、画素の重心(図中、一点鎖線を交差させて示す)を内包するように配置されている。 FIG. 23 is a diagram illustrating another example of the electrode structure. This example is an electrode structure of one pixel when the above-described second electrode 12 having the electrode structure of FIG. 14 and the first electrode 11 having the obliquely arranged openings 15 shown in FIG. 20 are combined. The electrode pitch of the first electrode 11 is Ws, and the electrode pitch of the second electrode 12 is Wh. Further, the long side length (length in the longitudinal direction) of the opening 15 in the inclined arrangement provided in the first electrode 11 is Lt. In this example, the opening 15 is arranged so as to include the center of gravity of the pixel (indicated by crossing alternate long and short dashed lines in the drawing).
なお、いくつか例示した組み合わせの他にも、上記した種々の第2電極12の電極構造と図20および図21に示した第1電極11の各電極構造とを適宜に組み合わせることが可能である。また、各画素には2つ以上の開口部が配置されてもよい。開口部を複数設けることによりフレーム周波数の下限値をさらに低下することが可能であると考えられる。 In addition to the combinations exemplified above, it is possible to appropriately combine the various electrode structures of the second electrode 12 and the electrode structures of the first electrode 11 shown in FIGS. . Each pixel may be provided with two or more openings. It is considered that the lower limit of the frame frequency can be further lowered by providing a plurality of openings.
ところで、上記したような第2電極12の電極エッジによって画定される部分の画素エッジと液晶層中央分子の配向方向とが直交しない電極構造において、さらに各画素が一方向に対して長い画素エッジとなるようにすることによってもフレーム周波数の低減を図ることができる。以下に具体的に説明する。 By the way, in the electrode structure in which the pixel edge of the portion defined by the electrode edge of the second electrode 12 and the alignment direction of the liquid crystal layer center molecule are not orthogonal to each other, each pixel has a pixel edge that is longer than one direction. By doing so, the frame frequency can also be reduced. This will be specifically described below.
図24(a)および図24(b)は、電極構造の一例を示す模式的な平面図である。図24(a)に示すように、図中の左右方向に延在する各第2電極12の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の1/4ピッチが各第1電極11の電極幅とほぼ等しく設定されている。そして、図24(b)に示すように、各第2電極12は、鋸歯の1つの頂角部分(屈曲点)が第1電極11の電極間部分と重なる状態で配置されている。各第1電極11と各第2電極12の交差する領域がそれぞれ1つの画素となるので、1画素の形状は第1電極11の電極エッジによる2辺と第2電極12の電極エッジによる2辺によって画定される、一方向に長い略平行四辺形となる。図28(b)において第2電極12の電極エッジと水平方向(図中の左右方向)とのなす角度をθと定義すると、この角度θは0°より大きく15°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の2辺と液晶層中央分子の配向方向25(図7参照)とが直交しない構造を実現することができる。この電極構造における各画素は、上下方向において隣接する画素同士が同じ形状であるが、屈曲点ごとに変化する2種類の画素エッジの形状を有する。なお、図示の例では各第2電極12の屈曲点の相互間に2本の第1電極11が配置されているが、第1電極11を3本以上配置してもよい。別言すれば、各第2電極12は、それぞれの電極幅を第1電極11の電極幅の略1/2以下としてもよい。 FIG. 24A and FIG. 24B are schematic plan views showing an example of an electrode structure. As shown in FIG. 24A, the electrode edge of each second electrode 12 extending in the left-right direction in the drawing is formed in a sawtooth shape, and the 1/4 pitch of the sawtooth is the electrode of each first electrode 11. It is set almost equal to the width. Then, as shown in FIG. 24B, each second electrode 12 is arranged in a state where one apex angle portion (bending point) of the saw blade overlaps with an inter-electrode portion of the first electrode 11. Since the region where each first electrode 11 and each second electrode 12 intersect becomes one pixel, the shape of one pixel is two sides by the electrode edge of the first electrode 11 and two sides by the electrode edge of the second electrode 12. Is a substantially parallelogram that is long in one direction. In FIG. 28B, if the angle formed by the electrode edge of the second electrode 12 and the horizontal direction (left-right direction in the figure) is defined as θ, this angle θ is set to be greater than 0 ° and not more than 15 °. By doing so, it is possible to realize a structure in which the upper and lower sides of each pixel and the alignment direction 25 (see FIG. 7) of the liquid crystal layer center molecule are not orthogonal to each other. Each pixel in this electrode structure has the same shape in adjacent pixels in the vertical direction, but has two types of pixel edge shapes that change at each bending point. In the illustrated example, the two first electrodes 11 are disposed between the bending points of the second electrodes 12, but three or more first electrodes 11 may be disposed. In other words, each electrode width of each second electrode 12 may be approximately ½ or less of the electrode width of the first electrode 11.
図25(a)および図25(b)は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。図25(a)に示すように、図中の左右方向に延在する各第2電極12の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の1/4ピッチが各第1電極11の電極幅とほぼ等しく設定されている。図24の電極構造との違いは、各第2電極12の一方の電極エッジと他方の電極エッジで屈曲する方向が互い違いになっており、両電極エッジの屈曲した頂点が近づいたり離れたりを繰り返していることである。そして、図25(b)に示すように、各第2電極12は、鋸歯の1つの頂角部分(屈曲点)が第1電極11の電極間部分と重なる状態で配置されている。各第1電極11と各第2電極12の交差する領域がそれぞれ1つの画素となるので、1画素の形状は第1電極11の電極エッジによる2辺と第2電極12の電極エッジによる2辺によって画定される、一方向に長い略台形状となる。なお、図示の例では各第2電極12の屈曲点の相互間に2本の第1電極11が配置されているが、第1電極11を3本以上配置してもよい。別言すれば、各第2電極12は、それぞれの電極幅を、第1電極11の電極幅のうち最も広い箇所と最も狭い箇所の平均値の略1/2以下としてもよい。図25(b)において第2電極12の電極エッジと水平方向(図中の左右方向)とのなす角度をθと定義すると、この角度θは0°より大きく15°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の2辺と液晶層中央分子の配向方向25(図7参照)とが直交しない構造を実現することができる。タイプBの電極構造における各画素は、上下方向においても隣接する画素同士、左右方向において隣接する画素同士がいずれも異なっており、4種類の画素エッジの形状を有する。 FIG. 25A and FIG. 25B are schematic plan views showing other examples of the electrode structure. As shown in FIG. 25A, the electrode edge of each second electrode 12 extending in the left-right direction in the drawing is formed in a sawtooth shape, and the 1/4 pitch of the sawtooth is the electrode of each first electrode 11. It is set almost equal to the width. The difference from the electrode structure of FIG. 24 is that the direction of bending at one electrode edge and the other electrode edge of each second electrode 12 is staggered, and the bent vertices of both electrode edges repeatedly approach and separate. It is that. Then, as shown in FIG. 25B, each second electrode 12 is arranged in a state where one apex angle portion (bending point) of the saw blade overlaps with the inter-electrode portion of the first electrode 11. Since the region where each first electrode 11 and each second electrode 12 intersect becomes one pixel, the shape of one pixel is two sides by the electrode edge of the first electrode 11 and two sides by the electrode edge of the second electrode 12. It becomes a substantially trapezoid shape long in one direction defined by. In the illustrated example, the two first electrodes 11 are disposed between the bending points of the second electrodes 12, but three or more first electrodes 11 may be disposed. In other words, each second electrode 12 may have an electrode width that is approximately ½ or less of the average value of the widest portion and the narrowest portion of the electrode width of the first electrode 11. In FIG. 25B, if the angle formed by the electrode edge of the second electrode 12 and the horizontal direction (left-right direction in the figure) is defined as θ, this angle θ is set to be greater than 0 ° and not more than 15 °. By doing so, it is possible to realize a structure in which the upper and lower sides of each pixel and the alignment direction 25 (see FIG. 7) of the liquid crystal layer center molecule are not orthogonal to each other. Each pixel in the type B electrode structure is different in adjacent pixels in the vertical direction and adjacent pixels in the horizontal direction, and has four types of pixel edge shapes.
図26(a)および図26(b)は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。図26(a)に示すように、図中の左右方向に延在する各第2電極12の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の1/2ピッチが各第1電極11の電極幅とほぼ等しく設定されている。そして、図26(b)に示すように、各第2電極12は、鋸歯の1つの頂角部分(屈曲点)が第1電極11の電極間部分と重なる状態で配置されている。各第1電極11と各第2電極12の交差する領域がそれぞれ1つの画素となるので、1画素の形状は第1電極11の電極エッジによる2辺と第2電極12の電極エッジによる2辺によって画定される、一方向に長い略ひし形状となる。なお、図示の例では各第2電極12の屈曲点の相互間に2本の第1電極11が配置されているが、第1電極11を3本以上配置してもよい。別言すれば、各第2電極12は、それぞれの電極幅を第1電極11の電極幅の略1/2以下としてもよい。図26(b)において第2電極12の電極エッジと水平方向(図中の左右方向)とのなす角度をθと定義すると、この角度θは0°より大きく15°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の2辺と液晶層中央分子の配向方向25(図7参照)とが直交しない構造を実現することができる。この電極構造における各画素は、上下方向においても隣接する画素同士、左右方向において隣接する画素同士がいずれも画素エッジの形状が同一となっている。 FIG. 26A and FIG. 26B are schematic plan views showing other examples of the electrode structure. As shown in FIG. 26A, the electrode edge of each second electrode 12 extending in the left-right direction in the drawing is formed in a sawtooth shape, and a 1/2 pitch of the sawtooth is an electrode of each first electrode 11. It is set almost equal to the width. Then, as shown in FIG. 26B, each second electrode 12 is arranged in a state where one apex angle portion (bending point) of the saw blade overlaps with an inter-electrode portion of the first electrode 11. Since the region where each first electrode 11 and each second electrode 12 intersect becomes one pixel, the shape of one pixel is two sides by the electrode edge of the first electrode 11 and two sides by the electrode edge of the second electrode 12. It becomes a substantially rhombus shape long in one direction defined by In the illustrated example, the two first electrodes 11 are disposed between the bending points of the second electrodes 12, but three or more first electrodes 11 may be disposed. In other words, each electrode width of each second electrode 12 may be approximately ½ or less of the electrode width of the first electrode 11. In FIG. 26B, if the angle formed by the electrode edge of the second electrode 12 and the horizontal direction (left-right direction in the figure) is defined as θ, this angle θ is set to be greater than 0 ° and not more than 15 °. By doing so, it is possible to realize a structure in which the upper and lower sides of each pixel and the alignment direction 25 (see FIG. 7) of the liquid crystal layer center molecule are not orthogonal to each other. Each pixel in this electrode structure has the same pixel edge shape in both the adjacent pixels in the vertical direction and the adjacent pixels in the horizontal direction.
図27(a)および図27(b)は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。図31に示す電極構造は、上記した図24の電極構造において、さらに各第1電極11にも屈曲性をもたせ、電極エッジを折れ線状にしたものである。詳細には、図27(b)に示すように、各第1電極11は、一方の電極エッジが直線状に形成され、他方の電極エッジが鋸歯状に形成されている。また本例では、互いに鋸歯状の電極エッジ側を相対して配置された2つの第1電極11が一対となり、これら一対の第1電極11が繰り返し配置されている。それにより、第1電極11の配置するためのスペースの利用効率が高まる。なお、図27(a)および図27(b)に示すのは一例であり、各第1電極11の両電極エッジが鋸歯状に形成されていてもよい。また、このように一方又は双方の電極エッジが折れ線状に形成された第1電極11を、上記した各タイプの電極構造と組み合わせてもよい。 FIG. 27A and FIG. 27B are schematic plan views showing other examples of the electrode structure. The electrode structure shown in FIG. 31 is the same as the electrode structure shown in FIG. 24 described above, except that each first electrode 11 is also bent and the electrode edges are formed into a polygonal line. Specifically, as shown in FIG. 27B, each of the first electrodes 11 has one electrode edge formed in a linear shape and the other electrode edge formed in a sawtooth shape. Further, in this example, two first electrodes 11 disposed so as to face each other with sawtooth electrode edge sides are paired, and the pair of first electrodes 11 are repeatedly disposed. Thereby, the utilization efficiency of the space for arrange | positioning the 1st electrode 11 increases. FIG. 27A and FIG. 27B are only examples, and both electrode edges of each first electrode 11 may be formed in a sawtooth shape. Moreover, you may combine the 1st electrode 11 by which one or both electrode edges were formed in the shape of a polygonal line in this way with each type of electrode structure mentioned above.
なお、本発明は上記した実施形態に限定されず種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した実施形態における数値条件等は一例に過ぎない。また、液晶層のねじれ配向の角度は90°に限定されず、例えば0°より大きく250°以下の範囲内において適宜に設定することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications. For example, the numerical conditions in the above-described embodiment are merely examples. Further, the angle of twist alignment of the liquid crystal layer is not limited to 90 °, and can be appropriately set within a range of, for example, greater than 0 ° and 250 ° or less.
1:第1基板
2:第2基板
3:液晶層
4:第1偏光板
5:第2偏光板
6:第1視角補償板
7:第2視角補償板
8、9:配向膜
11:第1電極
12:第2電極
13、14:配向処理の方向
15:開口部
25:液晶層中央分子の配向方向
111:上側電極
112:下側電極
125:液晶層中央分子の配向方向
1: First substrate 2: Second substrate 3: Liquid crystal layer 4: First polarizing plate 5: Second polarizing plate 6: First viewing angle compensation plate 7: Second viewing angle compensation plate 8, 9: Alignment film 11: First Electrode 12: Second electrode 13, 14: Direction of alignment treatment 15: Opening 25: Orientation direction of liquid crystal layer central molecule 111: Upper electrode 112: Lower electrode 125: Orientation direction of liquid crystal layer central molecule
Claims (3)
前記第1基板の一面に設けられており、第1方向に延在する第1電極と、
前記第2基板の一面に設けられており、第1方向と交差する第2方向に延在する第2電極と、
前記第1基板の一面と前記第2基板の一面の相互間に設けられた液晶層、
を含み、
前記第1基板と前記第2基板にはそれぞれ配向処理が施され、
前記液晶層は、ねじれ構造を有する略垂直配向であり、
前記第1電極と前記第2電極とが平面視において重なる箇所において画素が構成され、
前記画素の画素エッジは、前記第1電極と前記第2電極の各々の電極エッジによって構成され、前記第1方向に対して斜交する線分を有しており、
前記斜交する線分は、前記第2電極の電極エッジからなり、相互に異なる方向に延びる第1直線及び第2直線を接続して構成され、
前記第1直線及び前記第2直線は、前記第2方向と平行な長さ成分をそれぞれXa、Xbとすると、前記Xaが前記Xbの3倍以上の関係にあり、
前記第1直線は、平面視において、前記液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向と直交する方向に対して5°以上15°以下の角度をなす、
液晶表示装置。 A first substrate and a second substrate disposed opposite to each other;
A first electrode provided on one surface of the first substrate and extending in a first direction;
A second electrode provided on one surface of the second substrate and extending in a second direction intersecting the first direction;
A liquid crystal layer provided between one surface of the first substrate and one surface of the second substrate;
Including
Each of the first substrate and the second substrate is subjected to an alignment process,
The liquid crystal layer has a substantially vertical alignment having a twisted structure,
A pixel is formed at a location where the first electrode and the second electrode overlap in plan view,
The pixel edge of the pixel is constituted by the electrode edges of the first electrode and the second electrode, and has a line segment obliquely intersecting with the first direction,
The oblique line segment is composed of an electrode edge of the second electrode, and is configured by connecting a first straight line and a second straight line extending in different directions,
When the length components parallel to the second direction are Xa and Xb, respectively, the first straight line and the second straight line are in a relationship of three times or more of Xb.
The first straight line forms an angle of 5 ° or more and 15 ° or less with respect to a direction orthogonal to the alignment direction of the liquid crystal molecules at the approximate center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer in plan view.
Liquid crystal display device.
前記第1基板の一面に設けられており、第1方向に延在する第1電極と、
前記第2基板の一面に設けられており、第1方向と交差する第2方向に延在する第2電極と、
前記第1基板の一面と前記第2基板の一面の相互間に設けられた液晶層、
を含み、
前記第1基板と前記第2基板にはそれぞれ配向処理が施され、
前記液晶層は、ねじれ構造を有する略垂直配向であり、
前記第1電極と前記第2電極とが平面視において重なる箇所において画素が構成され、
前記画素の画素エッジは、前記第1電極と前記第2電極の各々の電極エッジによって構成され、前記第1方向に対して斜交する線分を有しており、
前記斜交する線分は、前記第2電極の電極エッジからなり、相互に異なる方向に延びる第1直線及び第2直線を接続して構成され、
前記第1直線及び前記第2直線は、互いの長さがほぼ等しく、かつ相互に異なる方向に延びており、
前記第1直線及び前記第2直線は、それぞれ、平面視において、前記液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向と直交する方向に対して5°以上15°以下の角度をなす、
液晶表示装置。 A first substrate and a second substrate disposed opposite to each other;
A first electrode provided on one surface of the first substrate and extending in a first direction;
A second electrode provided on one surface of the second substrate and extending in a second direction intersecting the first direction;
A liquid crystal layer provided between one surface of the first substrate and one surface of the second substrate;
Including
Each of the first substrate and the second substrate is subjected to an alignment process,
The liquid crystal layer has a substantially vertical alignment having a twisted structure,
A pixel is formed at a location where the first electrode and the second electrode overlap in plan view,
The pixel edge of the pixel is constituted by the electrode edges of the first electrode and the second electrode, and has a line segment obliquely intersecting with the first direction,
The oblique line segment is composed of an electrode edge of the second electrode, and is configured by connecting a first straight line and a second straight line extending in different directions,
The first straight line and the second straight line are substantially equal to each other and extend in different directions.
Each of the first straight line and the second straight line forms an angle of 5 ° or more and 15 ° or less with respect to a direction orthogonal to the alignment direction of the liquid crystal molecules at the approximate center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer in plan view. ,
Liquid crystal display device.
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